基于LPC2136的嵌入式实时机器人控制系统设计与应用.pdf

基于 LPC2136 的嵌入式实时机器人控制系统设计与应用 邱铁，司伟生 （大连理工大学软件学院，辽宁大连 116621） 摘要：本文以支持实时仿真和嵌入式跟踪的 32位 ARM7 处理器 LPC2136为控制核心，设计开发了轮式机器人 控制系统硬件平台，通过 ISP 对系统中的 Flash ROM 进行在线编程，采用 PWM 的方式对用于驱动双轮 的直流电动机和用于转向的舵机进行速度和方向控制。在此硬件平台下移植了嵌入式实时操作系统μ C/OS-Ⅱ，依据各个控制功能和微控制器的资源结构对任务进行划分，根据传感器反馈信号对机器人 实时控制。 关键词：ARM ; 电机驱动; 光电检测 ;μC/OS-II ; 任务 Design and Application of Embedded Real-Time Robot-Control System Based on LPC2136 Qiu Tie，Si Wei-sheng (School of Software, Dalian University of Technology, Dalian, 116621,China) Abstract ：This paper designs a novel hardware platform for the control system of the wheeled mobile robots. It adopts the 32-bit ARM7 processor LPC2136 that supports the real-time simulation as the central control unit. The Flash ROM in the system is programmed with the ISP, and the control of the speed and direction of the DC-motor and helm-motor is realized by using the PWM. The embedded real-time operating system μC/OS- Ⅱ is ported into the platform. Tasks are divided according to their control functions and the resource configuration of the MCU. The robot is controlled in real-time by the feedback signals.. Keywords ：ARM Motor driver Photodetection μC/OS-II Task 1. 引言 轮式移动机器人是机器人研究领域的一项重要内容，它集机械、电子、检测技术与智能控制于一体，是一 个典型的智能控制系统。智能机器人比赛集高科技、娱乐、竞技于一体，成为国际上广泛开展的高技术对抗活动。 本文以ARM7处理器为控制核心，扩展了应用任务，移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ，设计了一套智能机器 人控制系统。 2. 硬件设计 根据竞技机器人的功能要求进行总体设计，将各个功能进行模块化，控制系统硬件框图如图1所示。中央处 理器采用微控制器结构，可以通过ISP(In-System Programming)在线编程，控制外围设备协调运行。舵机控制机 器人的运动方向，电动机采用输出轴配有光电编码器的小型直流电机作为驱动电机，驱动车轮旋转。电磁铁作为 机械手夹紧的执行元件。设置了两路超声波传感器、八路光电检测输入和八路开关量检测的接口。整个机器人的 运行状态和运行参数通过LCD动态显示。 图1 控制系统硬件框图 2 ．1 微控制器的选型 机器人要实现的动作和功能较多，需要多个传感器对外界进行检测，实时控制机器人的位置、动作和运行状 态。系统中的所有任务最终都挂在实时操作系统μC/OS-Ⅱ上运